Cum perlele obțin simetria lor remarcabilă | Știri inteligente

Cum perlele obțin simetria lor remarcabilă |  Știri inteligente

Moluștele își mențin simetria perlelor prin ajustarea grosimii fiecărui strat de nacru strălucitoare. Dacă un strat de marea perlei este mai subțire, următorul strat este mai gros și va echilibra neregulile în timp pentru a crea o perlă netedă, uniformă, care nu este deformată.
Martin Bureau / Getty Images

Perlele se formează atunci când o bucată de nisip, resturi sau particule de hrană sunt depozitate în interiorul unei moluște. Organismul simte particula rătăcită și începe să o acopere cu straturi de aragonit și conchiolină, aceleași minerale și proteine ​​pe care moluștele le folosesc pentru a-și construi cochilia. Dar oamenii de știință nu au înțeles pe deplin cum moluștele formează perle uimitoare și perfect sferice până acum. Detaliile studiului au fost publicate luna trecută în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Cercetătorii au descoperit acum că moluștele folosesc un proces complex de stratificare care urmează regulile matematice observate în întreaga lume, relatează Rachel Crowell pentru Știri Științe. Straturile de aragonit și conchiolin se numesc nacru, iar după ce se formează fiecare strat, moluștele vor ajusta fiecare foaie pentru a-și menține simetria. Dacă un strat de marea perlei este mai subțire, următorul strat va fi mai gros pentru a echilibra neregulile, creând în timp o perlă netedă, uniformă, care nu este deformată. Procesul se repetă apoi până la mii de straturi de nacru din bijuterie.

Pentru acest studiu, cercetătorii au observat perle Keshi luate din stridiile perle Akoya (Pinctada imbricata fucata) crescut la o fermă de perle de coastă din Australia. Aceste perle se formează în mod natural, spre deosebire de perlele cultivate cu mărgele, care se formează atunci când un centru artificial este plasat în interiorul moluștei, Știri Științe rapoarte. Folosind un ferăstrău cu sârmă de diamant, echipa a tăiat fiecare perlă în secțiuni, a șlefuit-o și a examinat-o la microscop electronic, relatează Kate Mcalpine-Michigan pentru Viitor. O perlă a format 2.615 straturi impresionante pe parcursul a 548 de zile.

„Aceste straturi subțiri și netede de nacru arată un pic ca lenjerie de pat, cu materie organică între ele”, spune autorul studiului Robert Hovden, expert în știința materialelor și inginer la Universitatea din Michigan din Ann Arbor. Viitor. „Există interacțiune între fiecare strat și emitem ipoteza că acea interacțiune este cea care permite sistemului să se corecteze pe măsură ce merge.”

După ce a observat perlele la microscop, echipa a descoperit că interacțiunile dintre fiecare strat și grosimea acestuia urmează un fenomen cunoscut sub numele de zgomot 1/f, sau zgomot roz. În zgomot roz, evenimentele care par aleatorii sunt de fapt conectate, per Știri Științe. În cazul perlelor, formarea fiecărei foi de minerale și proteine ​​și grosimea acestora pot părea întâmplătoare, dar grosimea fiecărui strat anterior determină forma fiecărui strat nou.

Un alt exemplu de zgomot roz este activitatea seismică. Vibrațiile și zgomotul în pământ în timpul cutremurelor sunt cauzate de undele seismice anterioare, per Știri Științe. Alte exemple de „zgomot roz” pot fi găsite chiar și în muzica clasică, bătăile inimii, electricitatea, fizica și piețele economice, Viitor rapoarte.

„Când aruncați zaruri, de exemplu, fiecare aruncare este complet independentă și deconectată de orice altă aruncare. Dar zgomotul 1/f este diferit prin faptul că fiecare eveniment este legat”, explică Hovden Viitor. „Nu putem prevedea, dar putem vedea o structură în haos. Și în cadrul acelei structuri se află mecanisme complexe care permit miilor de straturi de nacru ale unei perle să se unească spre ordine și precizie.”

În timp ce perlele nu au o simetrie atent planificată care să mențină ordinea clădirilor din cărămidă, perlele vor menține simetria pentru 20 de straturi la un moment dat, ceea ce este suficient pentru a acumula consistență în miile sale de straturi. Într-un fel, perla se „autovindecă” atunci când apar defectele fără a utiliza schele externe ca șablon, comentează Pupa Gilbert, un fizician la Universitatea din Wisconsin-Madison, care nu a fost implicat în studiu, pentru a Știri Științe.

Deși nacru este făcută din calciu, proteine ​​și carbonat, combinația acestor materiale este de 3.000 de ori mai rezistentă decât este fiecare pe cont propriu. Cercetătorii observă că durabilitatea și rezistența la căldură a nacrei ar putea fi utilizate în viitor pentru supermaterialele de ultimă generație din panouri solare sau alte produse care necesită material dur și rezistent la căldură, conform Știri Științe.

Moluștele pot obține rezultate similare la scară nanometrică folosind o strategie diferită. Deci avem multe de învățat de la ei, iar aceste cunoștințe ne-ar putea ajuta să facem materiale mai puternice și mai ușoare în viitor”, spune Hovden pentru Viitor.

.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.